山东省、湖北省部分重点中学2018届高三第二次(12月)联考物理试题
命题学校:宜昌一中 命题人:王仁俊
二、选择题:本题共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第14-18题只有一项符合题目要求,第19-21题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错得0分。
1. 根据所学知识,判断下列四个“一定”说法中正确的是( )
A. 物体的速度为零时,其加速度就一定为零
B. 合外力对物体做功为零时,物体的机械能就一定守恒
C. 物体所受合外力冲量的方向与物体动量变化量的方向一定相同
D. 做圆周运动物体的向心力一定等于物体所受的合外力
【答案】C
2. 如图所示,现闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左移动,下列说法中正确的是( )
A. 灯泡A、B都变亮
B. 灯泡A、B都变暗
C. 灯泡A变亮,灯泡B变暗
D. 灯泡A变暗,灯泡B变亮
【答案】B
【解析】闭合开关,将滑动变阻器的滑片向左移动时,电阻R3减小,电路的总电阻减小,总
电流变大,路端电压减小;则上部分支路的电流减小,通过A、B两灯的电流均减小,则A、B两灯均变暗,故选B.
3. 在一个点电荷的电场中有一质量为m、带正电q的粒子甲从O点以速率射出,运动到A点时速率为3.另一质量为m、带等量负电荷的粒子乙以速率4仍从O点射出,运动到B点时速率为5.若取O点电势为零,忽略重力的影响。则( )
A. 在O、A、B三点中,A点电势最高
B. O、A间的电势差比B、O间的电势差大
C. 甲电荷从O到A电场力所做的功比乙电荷从O到B电场力所做的功多
D. 甲电荷在A点的电势能比乙电荷在B点的电势能大
【答案】D
【解析】由动能定理可知,从O到A点的正电荷: ;从O到B点的负电荷:,因,则;,及在O、A、B三点中,B点电势最高,选项A错误;O、A间的电势差比B、O间的电势差小,选项B错误;甲电荷从O到A电场力所做的功比乙电荷从O到B电场力所做的功少,选项C错误;根据,可知甲电荷在A点的电势能为,乙电荷在B点的电势能大,则甲电荷在A点的电势能比乙电荷在B点的电势能大,选项D正确;故选D.
4. 如图所示,AB是固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,CD是固定于竖直平面内的光滑斜面轨道,AB两点和CD两点的高度差相同且AB的弧长与斜面CD长度相等。现让小球甲从A点沿圆弧轨道下滑到B点,小球乙从C点沿斜面轨道下滑到D点,两球质量相等。以下说法正确的是( )
A. 甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小
B. 甲球所受合外力的冲量比乙球所受合外力的冲量小
C. 两球所受轨道的支持力的冲量均为零
D. 两球动量的变化量相同
【答案】A
【解析】由机械能守恒定律可知,甲乙两球下滑到底端的速度大小相等,因甲做加速度减小的变加速运动,可知甲的平均速度较乙大,则甲滑到底端的时间较短,根据I=mgt可知,甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小,选项A正确;甲乙两球滑到底端时,动量的变化大小相同,但方向不同,根据动量定理可知,合外力的冲量大小相同,但是方向不变,选项BD错误;根据I=FNt可知,因支持力均不为零,则两球所受轨道的支持力的冲量均不为零,选项C错误;故选A.
点睛:此题考查冲量即动量定理的应用问题;注意动量和动量的变化以及冲量都是矢量,不仅要考虑大小,还要注意方向.
5. 如甲图所示,水平地面上有一静止的平板车,车上放置一个1kg的小物块,现开始用力控制小车沿水平面做直线运动,平板车和小物块运动的图象分别如乙图中A、B所示。平板车足够长,g取10m/s2,则在这个过程中( )
A. 物块和平板车之间的滑动摩擦因数为0.3
B. 物块在平板车上相对于车滑行的距离为24m
C. 物块和平板车之间因摩擦产生的热量为36J
D. 物块相对平板车向后运动的最远距离为36m
【答案】C
6. 一物体做自由落体运动,若用Ek、、x、P分别表示该物体的动能、速度、位移和重力G的功率。下列四幅图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的关系,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】根据动能定理,则Ek-t图像是曲线,选项A错误;v=gt,则选项B正确;x=,则x-t图像是曲线,选项C错误;,则P-t图像是直线,选项D正确;故选BD.
点睛:要想研究图像,首先要根据物理规律找到图像的函数关系式,然后结合数学知识分析解答.
7. 如图所示,绕同一恒星运行的两颗行星A和B,A是半径为r的圆轨道,B是长轴为2r椭圆轨道,其中Q′到恒星中心的距离为Q到恒星中心的距离的2倍,两轨道相交于P点。以下说法正确的是( )
A. A和B经过P点时加速度相同
B. A和B经过P点时的速度相同
C. A和B绕恒星运动的周期相同
D. A的加速度大小与B在Q′处加速度大小之比为16:9
【答案】ACD
【解析】由牛顿第二定律得:,解得:,经过P点时M、r都相同,则向心加速度相同,故A正确;A行星做匀速圆周运动,而B做的是椭圆运动,二者在同一点处的速度方向不相同,速度不同,故B错误;根据开普勒第三定律,行星和彗星围绕同一中心天体运动,且半长轴相同,故周期相同,故C正确;B在Q′处时与恒星球心的距离为r,根据故A的加速度大小与B在Q′处加速度大小之比为,故D正确.故选ACD.
点睛:本题考查万有引力的应用,要明确一个天体在绕另一天体做圆周运动时,由万有引力充当向心力;应用万有引力公式、牛顿第二定律与开普勒定律可以解题.
8. 如图所示,宽为L=0.6m的竖直障碍物中间有一间距d=0.6 m的矩形孔,其下沿离地高h=0.8 m,与障碍物相距S=1.0 m处有一小球以=5 m/s的初速度水平向右抛出。空气阻力忽略不计,g取10 m/s2.为使小球能无碰撞地穿过该孔,小球离水平地面的高度H可以为( )
A. 1.5 m B. 1.4 m
C. 1.3 m D. 1.2 m
【答案】AB
【解析】若小球恰能从小孔的左边缘上边射入小孔,则:, ,联立解得:H=1.6m;若小球恰能从小孔的右边缘下边射入小孔,则:, ,联立解得:H=1.312m;则能够使小球能无碰撞地穿过该孔,小球离水平地面的高度H满足,故选AB.
三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
9. 某同学想通过实验测定一个定值电阻Rx的阻值。
(1)该同学先用多用电表“×10”欧姆挡估测其电阻示数如图,则其阻值为______Ω;
(2)为了较准确测量该电阻的阻值,现有电源(12V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~200 Ω,额定电流1 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~100mA,内阻约15.0Ω)
B.电流表(0~500mA,内阻约25.0Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用______,电压表应选用______(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的______(选填“甲”或“乙”)。这样测量的阻值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线。请根据在(2)问中所选的电路图,补充完成图中实物间的连线____。
【答案】 (1). 140±1 (2). A (3). D (4). 甲 (5). 偏小 (6).
【解析】(1)如图,电阻阻值为14×10=140Ω;
(2)电源电动势12V,则电压表选择D;电路中可能出现的最大电流,故电流表选择A;因,则电路选择电流表外接,即选择甲电路;因此电路中的电压表的分流作用,使得电流的测量值偏大,则电阻的测量值偏小;
(3)实物连线如图;
10. 学习了《机械能守恒定律》之后,某研究性学习小组自行设计了“探究弹簧的弹性势能与形变量的关系”实验。他们的方法如下:
(1)如甲图所示,在轻弹簧上端固定一只力传感器,然后固定在铁架台上,当用手向下拉伸弹簧时,弹簧的弹力可从传感器读出。用刻度尺测量弹簧原长和伸长后的长度,从而确定伸长量。测量数据如表格所示:
伸长量x/10-2 m
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
弹力F/N
1.60
3.19
4.75
6.38
8.02
(2)以x为横坐标,F为纵坐标,请你在图乙的坐标纸上描绘出弹力与伸长量关系的图线____。并由图线求得该弹簧的劲度系数=________(保留两位有效数字)。
(3)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图丙所示。调整导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的时间近似相等。
(4)用天平秤出滑块的质量m=300g.
(5)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能全部转化为________________。
(6)多次重复(5)中的操作,在弹簧弹性限度内得到与x的数据整理如下表所示:
1
2
3
4
5
6
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
1.00
4.00
9.00
16.00
25.00
36.00
0.161
0.320
0.479
0.648
0.800
0.954
0.026
0.103
0.230
0.420
0.6400
0.910
0.0039
0.0155
0.0346
0.0630
0.0960
0.1365
(7)结合上面测出的劲度系数和滑块质量m,可得到的表达式:__________________。
(8)由上述实验可得的结论:______________________________________________。
【答案】 (1). (2). 80±2 N/m (3). 滑块的动能 (4). 或者 (5). 在实验误差允许的范围内,弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比
【解析】(2)根据数据画出的F-x图像如图;
根据图像可得:
(5)释放滑块过程中,弹簧的弹性势能全部转化为滑块的动能;
(7)根据所测量的数据,结合k=82N/m即m=0.3kg,归纳得出:;
(8)由上述实验可得的结论:在实验误差允许的范围内,弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比;
11. 如图所示,斜边长6m的固定斜面与水平面的倾角θ=37°,质量为m=1kg的小物块A以8 m/s的初速度从斜面底端开始沿斜面向上运动,同时质量也为m=1kg的小物块B斜面顶端由静止开始沿斜面下滑,经过一段时间后两物块发生碰撞,碰后两物块粘在一起运动。若两物块和斜面间的动摩擦因数均为0.25.求:(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)两物块碰撞前运动的时间;
(2)两物块碰撞后到达斜面底端时的速度大小。
【答案】(1)1s(2)6m/s
【解析】(1)根据题意,A上滑做匀减速运动的加速度大小为
B下滑做匀加速运动的加速度大小为
设A、B碰撞前运动的时间为t,运动的位移分别为x1、x2,碰撞前的速度分别v1、v2,则
代入数据联立解得,
碰撞前运动的时间为
(2)设两物块碰撞后的速度为,运动到斜面底端的速度为
由动量守恒定律
得
此后两物块一起做匀加速运动
得
12. 如图所示,在竖直平面内半径为R的光滑圆形绝缘轨道的内壁,有质量分别为m和2m的A、B两个小球用长为R的绝缘细杆连接在一起,A球不带电,B球所带的电荷量为-q(q>0)。整个装置处在竖直向下的匀强电场中。开始时A球处在与圆心等高的位置,现由静止释放,B球刚好能到达轨道右侧与圆心等高的位置C。求:
(1)匀强电场电场强度的大小E;
(2)当B小球运动到最低点P时,两小球的动能分别是多少;
(3)两小球在运动过程中最大速度的大小。
【答案】(1) (2) (2)
【解析】(1)B刚好到达C的过程中,系统转过的角度为120°,与水平方向的夹角为60°.由动能定理可得:
得:
(2)AB在运动的过程中,速度大小始终相等,则
在运动到p点的过程中,由动能定理可得:
联立解得:.
(3)设OA转过的角度为时,两球有最大速度,则由动能定理可得:
整理得:
看见,当时,有最大速度,最大速度为
(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每按所做的第一题计分。
13. 下列说法正确的是( )
A. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
B. 由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度,可以估算出理想气体分子间的平均距离
C. 分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
D. 机械能不可能全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化成机械能
E. 分子间的引力和斥力同时存在,都随分子间距离的增大而减小
【答案】ABE
【解析】液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,选项A正确; 由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度,由,可以估算出理想气体分子间的平均距离,选项B正确;分子平均动能大的物体的温度比分子平均动能小的物体的温度高,选项C错误;机械能能全部转化为内能,但是根据热力学第二定律可知,内能无法全部用来做功以转化成机械能,选项D错误;分子间的引力和斥力同时存在,都随分子间距离的增大而减小,选项E正确;故选ABE.
14. 如图所示,上端开口的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上,汽缸内部被质量为m的导热性能良好的活塞A和质量也为m的绝热活塞B分成高度相等的三个部分,下边两部分封闭有理想气体P和Q,两活塞均与汽缸接触良好,活塞厚度不计,忽略一切摩擦。汽缸下面有加热装置,初始状态温度均为T0,气缸的截面积为S,外界大气压强为且不变,现对气体Q缓慢加热。求:
(1)当活塞A恰好到达汽缸上端时,气体Q的温度;
(2)在活塞A上再放一个质量为m的物块C,继续给气体Q加热,当活塞A再次到达汽缸上端时,气体Q的温度。
【答案】2T0,
【解析】(1)设Q开始的体积为V1,活塞A移动至恰好到达汽缸上端的过程中气体Q做等压变化,体积变为2 V1
有
得气体Q的温度为 T1=2T0
(2)设放上C继续加热过程后P的体积为V2,气体P做等温变化
而
得
此时Q的体积
由理想气体状态方程得
得此时气体Q的温度为
15. 某时刻O处质点沿y轴开始做简谐振动,形成沿x轴正方向传播的简谐横波,经过0.8 s时O处质点形成的波动图象如图所示。P点是x轴上距坐标原点96 cm处的质点。下列判断正确的是( )
A. 该质点开始振动的方向沿y轴向上
B. 该质点振动的周期是0.8 s
C. 从O处质点开始振动计时,经过3.2 s,P处质点开始振动
D. 该波的波速是30 m/s
E. 从P处质点开始振动,再经0.6 s,P处质点第一次经过波峰
【答案】BCE
【解析】由波形图可知,该质点开始振动的方向沿y轴向下,选项A错误;由题意可知,波的周期为T=0.8s,由图象可知,波长为λ=24cm=0.24m,则波速为:,选项B正确,D错误;经:,波源的振动传至P处,P处质点开始向下振动,再
经△t′=T=0.6s,P处质点第一次经过波峰,选项CE正确;故选BCE.
点睛:机械波的基本特点是:介质中各质点随着波源做受迫振动,起振方向都与波源相同,各质点的振动情况概括起来为:“前带后,后跟前”.
16. 如图所示,一束平行单色光从空气垂直入射到等腰三棱镜的AB面上,AB和AC边长相等,顶角为,底边BC长为,这种单色光在三棱镜中的的折射率为n=. 在三棱镜右侧有一足够大的竖直光屏垂直于BC,光屏到C点的距离为. 求光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离。(,结果可以带根号)
【答案】
【解析】根据全反射条件,光线射入三棱镜后射出时的临界角C=
光线射入三棱镜后,在AC边的入射角为,不会发生全反射。
设射出AC边时的出射角。根据折射定律
得
根据题意,射到光屏上最低点的位置在图中S1点,如图所示。由几何关系可知,
故
在BC边的入射角为大于全反射的临界角,会发生全反射.
由题意可知,从BC边全反射的光线中射到光屏上最高点的位置在图中S2点,如图所示。由几何关系可知,
故
所以光屏上光斑的最高点和最低点之间的距离为